7.13: レトロウイルス

レトロウイルスとレトロトランスポゾンはどちらも、その遺伝要素のコピーを宿主細胞のゲノムに挿入します。したがって、ウイルス遺伝子は、宿主ゲノムが複製または翻訳されるときに受け継がれます。典型的なレトロウイルスDNA配列には、その構造的組み立てに必要なさまざまなタンパク質をコードし、分子寄生虫として機能する3〜4個の遺伝子が含まれています。このDNAは、従来のmRNAと構造が非常に似ている、つまり5’末端にキャップされ、ポリアデニル化された3’末端を持つ単一のmRNAに転写されます。したがって、宿主細胞のリボソームは、レトロウイルスmRNAをポリタンパク質の単一鎖に翻訳します。一部のレトロウイルスは、ウイルスにコードされたプロテアーゼを使用して、この単一鎖をビリオンの組み立てに必要なタンパク質に処理します。その後、レトロウイルスmRNAは、キャプシドタンパク質によってカプセル化されたGAGタンパク質を含むコアにパッケージ化されます。細胞からウイルスを放出するために、宿主細胞膜の脂質二重層の一部がつままれてウイルスの外殻を形成します。その後、組み立てられたウイルス粒子が放出され、感染のサイクルが進行します。

レトロウイルスのライフサイクルにおける転置のような事象は偶然ではありません。現在のレトロウイルスは、海に生息していた古代のレトロウイルスの系統である泡沫ウイルスから進化したと提唱されています。魚類などの脊椎動物には、泡状ウイルスを捕捉するエンベロープタンパク質をコードする遺伝子のレトロトランスポゾンが含まれていました。

レトロトランスポゾンとレトロウイルスとの密接な関係は、今日でも存在しています。この2つの主な違いの要因は、レトロトランスポゾンはキャプシドタンパク質を形成することができますが、ウイルスエンベロープを合成することはできないということです。したがって、成熟したウイルス粒子は形成されず、レトロトランスポゾンをある細胞から別の細胞に水平移動させることはできません。

ヒトゲノムの塩基配列を解読したところ、ヒトゲノムの8%にレトロウイルス要素が含まれていることが明らかになりましたが、それらは潜伏状態にあります。これらの要素は、古代のレトロウイルスの「化石」と考えられており、ウイルスだけでなく脊椎の進化を理解するのにも非常に役立ちます。